ITGE20100076A1 - IMAGING METHOD AND DEVICE FOR THE MONITORING OF AN EXAMINED BODY - Google Patents
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Description
Metodo e dispositivo di imaging per il monitoraggio di un corpo in esame Imaging method and device for monitoring a body under examination
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto un metodo di imaging per il monitoraggio di un corpo in esame, nonché il dispositivo per attuare tale metodo. The present invention relates to an imaging method for monitoring a body under examination, as well as the device for implementing this method.
I metodi di imaging per il monitoraggio attualmente in uso si basano sull'utilizzo di dispositivi che acquisiscono immagini ad alta definizione, principalmente immagini volumetriche, al fine di ottenere una visione migliore e più dettagliata del corpo in esame. The imaging methods for monitoring currently in use are based on the use of devices that acquire high-definition images, mainly volumetric images, in order to obtain a better and more detailed view of the body under examination.
Tali dispositivi, quali ad esempio TAC, MRI, Fluoroangio, oltre ad essere generalmente di grandi dimensioni e di conseguenza arrecare problemi di ingombro e di costi superflui, restituiscono una grande mole di dati immagine, la cui elaborazione richiede tempi elevati e rende impossibili sessioni di imaging in tempo reale. Questo limite à ̈ particolarmente pesante quando 1'imaging non ha solo scopi diagnostici ma ha come scopo ulteriore il monitoraggio ausiliario ad interventi sul paziente. These devices, such as for example CT, MRI, Fluoroangio, in addition to being generally large and consequently causing problems of space and unnecessary costs, return a large amount of image data, whose processing requires long times and makes it impossible to process sessions. real-time imaging. This limit is particularly heavy when the imaging has not only diagnostic purposes but has as an additional purpose the auxiliary monitoring to interventions on the patient.
La necessità di imaging in tempo reale per l'ausilio agli interventi aumenta ulteriormente quando il distretto anatomico o l'organo da sottoporre a monitoraggio variano nel tempo o si spostano, come ad esempio il cuore. The need for real-time imaging to aid surgery further increases as the anatomical district or organ to be monitored changes over time or moves, such as the heart.
In particolare l'inserimento di valvole cardiache per via percutanea presenta differenti problematiche da risolvere come ad esempio il monitoraggio dell'orientamento della valvola durante l'inserimento, dato che un orientamento scorretto può compromettere l'intervento, rendendo necessaria la sostituzione della valvola con un conseguente aumento di costi. Inoltre le valvole cardiache generalmente includono materiale metallico che durante la movimentazione delle valvole influenza il campo magnetico utilizzato dai comuni sistemi di tracciamento riducendo la visibilità e le probabilità di successo dell'intervento. In particular, the insertion of heart valves percutaneously presents different problems to be solved such as monitoring the orientation of the valve during insertion, since an incorrect orientation can compromise the intervention, making it necessary to replace the valve with a consequent increase in costs. In addition, heart valves generally include metallic material that influences the magnetic field used by common tracking systems during the movement of the valves, reducing the visibility and chances of success of the surgery.
La tecnica ideale di imaging per la scelta del tipo di valvola e per il relativo posizionamento à ̈ la TC Multislice data la sua elevata risoluzione spaziale. Tale tecnica, tuttavia, può attualmente essere usata solo in fase di pianificazione dell'intervento, ad esempio per stabilire la dimensione della valvola, dal momento che non può essere eseguita in tempo reale né tantomeno in sala emodinamica e/o cardiochirurgica (cosiddetta cathlab) durante un intervento. The ideal imaging technique for choosing the type of valve and for its positioning is the Multislice CT due to its high spatial resolution. However, this technique can currently only be used in the planning phase of the intervention, for example to establish the size of the valve, since it cannot be performed in real time nor in the hemodynamic and / or cardiac surgery room (so-called cathlab ) during an operation.
L'invenzione ha quindi lo scopo di creare un metodo di monitoraggio che, tramite accorgimenti relativamente semplici e poco costosi, permetta di monitorare mediante 1'imaging reai time un corpo o parte di esso posto sotto esame mantenendo una elevata qualità di immagine, senza richiedere una eccessiva potenza di calcolo da parte dei macchinari. The invention therefore has the purpose of creating a monitoring method which, by means of relatively simple and inexpensive measures, allows a body or part of it under examination to be monitored by means of real-time imaging while maintaining a high image quality, without requiring excessive computing power on the part of the machinery.
Inoltre tale metodo deve presentare elevate caratteristiche di versatilità , ossia poter essere utilizzato per varie tipologie di esami diagnostici, per questo à ̈ necessario che possa acquisire Immagini In tempo reale, per poter visualizzare Istante per Istante le Immagini che vengono acquisite. Furthermore, this method must have high versatility characteristics, ie it can be used for various types of diagnostic tests, for this it is necessary that it can acquire images in real time, in order to view the images that are acquired instant by instant.
L'Invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un metodo di imaging per il monitoraggio di un corpo in esame che prevede l'utilizzo di un primo mezzo di acquisizione di immagini diagnostiche per permettere l'acquisizione di una immagine tridimensionale volumetrica di un determinato distretto anatomico appartenente al corpo in esame, con la successiva memorizzazione dei dati dell'immagine tridimensionale ottenuta. The invention achieves the above purposes by realizing an imaging method for monitoring a body under examination which provides for the use of a first means of acquisition of diagnostic images to allow the acquisition of a three-dimensional volumetric image of a given district. anatomical belonging to the body under examination, with the subsequent storage of the data of the three-dimensional image obtained.
In seguito tramite un secondo mezzo di acquisizione di immagini si acquisisce una immagine bidimensionale del determinato distretto anatomico in corrispondenza o lungo un primo piano od una prima fetta di sezione dello stesso. Tale primo piano o prima fetta di sezione viene poi identificato ed associato al corrispondente piano o fetta di sezione all'interno dell'immagine tridimensionale che à ̈ stata memorizzata in precedenza. Subsequently, by means of a second image acquisition means, a two-dimensional image of the determined anatomical district is acquired in correspondence with or along a foreground or a first section slice thereof. This foreground or first section slice is then identified and associated with the corresponding section plane or slice within the three-dimensional image that was previously stored.
Una volta identificato questo primo piano o prima fetta di sezione all'interno dell'immagine tridimensionale si ricostruisce l'immagine bidimensionale relativa al piano stesso utilizzando i dati immagine dell'immagine tridimensionale che ricadono all'interno del piano. Once this foreground or first slice of section has been identified within the three-dimensional image, the two-dimensional image relating to the plane itself is reconstructed using the image data of the three-dimensional image that fall within the plane.
A questo punto si sposta il secondo mezzo di acquisizione di immagini in direzione di almeno un ulteriore piano od almeno una ulteriore fetta di sezione appartenenti allo stesso distretto anatomico che presentano una posizione e/o un orientamento diversi rispetto al primo piano o alla prima fetta di sezione precedentemente scelti. At this point the second image acquisition means moves in the direction of at least one further plane or at least one further slice of section belonging to the same anatomical district which have a different position and / or orientation with respect to the foreground or the first slice of previously chosen section.
Lo spostamento del secondo mezzo di acquisizione di immagini viene tracciato in modo tale per cui, tramite l'identificazione del primo piano all'interno dell'immagine tridimensionale avvenuta in precedenza, si ricostruisce una nuova immagine bidimensionale con i dati immagine dell'immagine tridimensionale che ricadono lungo il nuovo ulteriore piano indicato dal secondo mezzo di acquisizione ed identificato ad un corrispondente piano appartenente all'immagine tridimensionale, semplicemente spostandosi sulla immagine tridimensionale utilizzando i dati relativi al tracciamento dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione. The displacement of the second image acquisition means is traced in such a way that, through the identification of the foreground within the three-dimensional image that occurred previously, a new two-dimensional image is reconstructed with the image data of the three-dimensional image that they fall along the new further plane indicated by the second acquisition means and identified to a corresponding plane belonging to the three-dimensional image, simply moving on the three-dimensional image using the data relating to the tracing of the displacement of the second acquisition means.
Il secondo mezzo di acquisizione, una volta che il primo piano à ̈ stato identificato all'interno dell'immagine volumetrica, viene utilizzato come uno strumento di guida per spostarsi all'interno dell'immagine tridimensionale. Per questo vantaggiosamente dopo l'acquisizione dell'immagine tridimensionale tutto il procedimento può avvenire in modalità tempo reale: a identificazione del primo piano all'interno dell'immagine tridimensionale avvenuta, il tracciamento dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione permette di spostarsi lungo l'immagine tridimensionale e di ottenere una immagine bidimensionale ad alta risoluzione poiché ricostruita dall'immagine volumetrica senza la necessità di scansioni ad elevata risoluzione che richiederebbero una eccessiva potenza di calcolo e quindi un aumento di elaborazione dati con conseguente perdita della possibilità di visualizzare i dati ottenuti in tempo reale. The second acquisition medium, once the foreground has been identified within the volumetric image, is used as a guiding tool to move around the three-dimensional image. For this reason, advantageously after the acquisition of the three-dimensional image, the whole procedure can take place in real time mode: once the first floor has been identified within the three-dimensional image, the tracing of the displacement of the second acquisition means allows to move along the three-dimensional image and to obtain a two-dimensional high resolution image since it is reconstructed from the volumetric image without the need for high resolution scans which would require excessive computing power and therefore an increase in data processing with consequent loss of the ability to view the data obtained in real time.
Secondo un perfezionamento del metodo oggetto della presente invenzione à ̈ possibile, preferibilmente dopo il passo di acquisizione dell'immagine tridimensionale , reperire uno o più punti di riferimento al fine di facilitare la scelta del primo piano o della prima fetta di sezione dai quali far partire il secondo mezzo di acquisizione immagini . According to an improvement of the method object of the present invention, it is possible, preferably after the step of acquiring the three-dimensional image, to find one or more reference points in order to facilitate the choice of the foreground or the first slice of section from which to start the second means of image acquisition.
Tali punti di riferimento vengono utilizzati per l'identificazione nell'immagine volumetrica del piano o della fetta lungo cui à ̈ acquisita l'immagine reai time con i mezzi ecografici. These reference points are used for the identification in the volumetric image of the plane or slice along which the real time image is acquired with ultrasound means.
Tali punti di riferimento possono essere sia punti di riferimento esterni che punti anatomici interni al distretto anatomico, che si possono riconoscere facilmente durante l'acquisizione delle immagini oppure che vengono riconosciuti tramite l'utilizzo di algoritmi matematici, come ad esempio reti neurali addestrate, che elaborano i dati delle immagini ottenute e memorizzate durante l'acquisizione. Ad esempio se il distretto anatomico à ̈ una zona che comprende il cuore e/o un'area immediatamente circostante allo stesso, gli osti coronarici sono facilmente riconoscibili grazie alla loro particolare forma, oppure all'interno della medesima zona, in particolare a livello delle valvole del cuore, à ̈ possibile riconoscere la formazione di calcio, la cui presenza à ̈ facilmente rilevabile a causa della brillantezza che le particelle di calcio presentano se sottoposte ad un esame ad ultrasuoni. These reference points can be both external reference points and anatomical points internal to the anatomical district, which can be easily recognized during image acquisition or which are recognized through the use of mathematical algorithms, such as trained neural networks, which process the image data obtained and stored during acquisition. For example, if the anatomical district is an area that includes the heart and / or an area immediately surrounding it, the coronary ostia are easily recognizable thanks to their particular shape, or within the same area, in particular at the level of the valves of the heart, it is possible to recognize the formation of calcium, the presence of which is easily detected due to the brightness that the calcium particles present when subjected to an ultrasound examination.
Nell'ottica di effettuare il metodo in tempo reale e di migliorarne la velocità di esecuzione l'utilizzo di questi punti di riferimento permette di diminuire il volume del distretto anatomico da acquisire, limitandosi ad una zona circostante ai punti di riferimento: per questo preferibilmente si utilizzano 3 punti di riferimento, per facilitare la scelta del primo piano dal quale iniziare a misurare lo spostamento del secondo mezzo di acquisizione, poiché esiste uno ed un solo piano passante per tre punti non allineati, di conseguenza à ̈ univocamente definito il piano dal quale iniziare il tracciamento dello spostamento. In order to carry out the method in real time and to improve its execution speed, the use of these reference points allows to decrease the volume of the anatomical district to be acquired, limiting itself to an area surrounding the reference points: for this reason, preferably use 3 reference points, to facilitate the choice of the first plane from which to start measuring the displacement of the second acquisition medium, since there is one and only one plane passing through three non-aligned points, consequently the plane is uniquely defined by the which to start tracking the displacement.
Secondo un perfezionamento del metodo oggetto della presente invenzione il primo mezzo di acquisizione utilizzato per ottenere l'immagine tridimensionale à ̈ costituito da un dispositivo a tomografia assiale computerizzata (TAC), mentre il secondo mezzo di acquisizione in tempo reale utilizzato per ottenere l'immagine bidimensionale e come strumento di guida all'interno della immagine tridimensionale à ̈ costituito da un sistema ad ultrasuoni, in particolare comprendente una sonda ad ultrasuoni. According to an improvement of the method object of the present invention, the first acquisition means used to obtain the three-dimensional image is constituted by a computerized axial tomography (CT) device, while the second acquisition means in real time used to obtain the image two-dimensional and as a guide tool within the three-dimensional image consists of an ultrasound system, in particular comprising an ultrasound probe.
Tale perfezionamento permette di effettuare una acquisizione di una immagine volumetrica del distretto anatomico, per poi effettuare il vero e proprio monitoraggio in condizioni più agevoli date le dimensioni ridotte di un sistema ad ultrasuoni ed In particolare di una sonda ad ultrasuoni. This improvement makes it possible to acquire a volumetric image of the anatomical district, and then carry out the actual monitoring in easier conditions given the small size of an ultrasound system and in particular of an ultrasound probe.
Vantaggiosamente lo spostamento del secondo mezzo viene tracciato tramite 1'utilizzo di un sistema a sensori, come ad esemplo 11 Flock of Birds<tm>della Ascension Corporation o il gMPS<tm>della Mediguide Ine . Advantageously, the displacement of the second medium is traced through the use of a sensor system, such as for example 11 Flock of Birds <tm> by Ascension Corporation or the gMPS <tm> by Mediguide Ine.
Secondo un perfezionamento del metodo oggetto della presente invenzione il passo relativo all'identificazione del primo piano o della prima fetta di sezione appartenente all'immagine acquisita dal secondo mezzo di acquisizione all'interno dell' immagine tridimensionale , viene effettuato tramite l'utilizzo di algoritmi matematici noti come ad esempio 1'autocorrelazione tra i dati appartenenti all' immagine bidimensionale e quelli appartenenti all' immagine tridimensionale. According to an improvement of the method object of the present invention, the step relating to the identification of the foreground or of the first slice of section belonging to the image acquired by the second acquisition means within the three-dimensional image, is carried out through the use of algorithms known mathematicians such as the autocorrelation between the data belonging to the two-dimensional image and those belonging to the three-dimensional image.
Come già precedentemente descritto, una volta acquisita una immagine bidimensionale mediante il secondo mezzo di imaging, la quale immagine bidimensionale à ̈ lungo un piano od una fetta di sezione che passa per i punti di riferimento prescelti, il detto piano o la detta fetta viene riconosciuto all'interno della immagine tridimensionale grazie ai punti di riferimento ed al fatto che questi devono apparire con le posizioni relative identiche come nell'immagine acquisita con il detto secondo mezzo di imaging. Tale condizione può essere modificata con diversi mezzi di elaborazione, come 1'autocorrelazione o simili algoritmi di registrazione. Alcuni esempi sono descritti nel documento EP 1844440. As previously described, once a two-dimensional image has been acquired by the second imaging means, which two-dimensional image is along a plane or a section slice that passes through the selected reference points, the said plane or the said slice is recognized. within the three-dimensional image thanks to the reference points and to the fact that these must appear with identical relative positions as in the image acquired with the said second imaging medium. This condition can be modified by various means of processing, such as autocorrelation or similar recording algorithms. Some examples are described in EP 1844440.
Una variante esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione prevede l'utilizzo di tale metodo in combinazione ad un ulteriore metodo diagnostico: ciò risulta particolarmente vantaggioso per il monitoraggio di organi o parti del corpo in movimento, che cambiano la loro condizione a seconda dell'istante in cui avviene la registrazione. Ad esempio nel caso in cui il metodo oggetto della presente invenzione venga utilizzato per il monitoraggio del cuore à ̈ possibile associare un elettrocardiogramma in combinazione ai passi di metodo descritti: si determina una particolare finestra temporale all'interno del tracciato dell'elettrocardiogramma, preferibilmente dove il cuore subisce meno variazioni, e si effettuano le acquisizioni delle immagini tridimensionale e bidimensionali periodicamente durante la finestra temporale scelta. An executive variant of the method object of the present invention provides for the use of this method in combination with a further diagnostic method: this is particularly advantageous for monitoring organs or parts of the body in motion, which change their condition depending on the instant. in which registration takes place. For example, if the method object of the present invention is used for heart monitoring, it is possible to associate an electrocardiogram in combination with the method steps described: a particular time window is determined within the electrocardiogram trace, preferably where the heart undergoes fewer variations, and three-dimensional and two-dimensional images are acquired periodically during the chosen time window.
Per quanto descritto finora il metodo della presente invenzione risulta particolarmente vantaggioso se utilizzato per il monitoraggio cardiologico durante l'inserimento di oggetti comprendenti parti metalliche, o comunque con caratteristiche che influenzano i campi magnetici, all'interno del corpo umano. As described up to now, the method of the present invention is particularly advantageous if used for cardiological monitoring during the insertion of objects comprising metal parts, or in any case with characteristics that influence magnetic fields, inside the human body.
In particolare l'inserimento di valvole cardiache per via percutanea presenta differenti problematiche da risolvere come ad esempio il monitoraggio del posizionamento della valvola durante l'inserimento, dato che un posizionamento scorretto può compromettere l'intervento, rendendo necessaria la sostituzione della valvola con un conseguente aumento di costi. Inoltre le valvole cardiache generalmente comprendono materiale metallico che durante la movimentazione delle valvole influenza il campo magnetico utilizzato dai comuni sistemi di tracciamento riducendo la visibilità e le probabilità di successo dell'intervento. In particular, the insertion of heart valves percutaneously presents different problems to be solved such as monitoring the positioning of the valve during insertion, since an incorrect positioning can compromise the intervention, making it necessary to replace the valve with a consequent cost increase. In addition, heart valves generally include metallic material which, during the movement of the valves, influences the magnetic field used by common tracking systems, reducing the visibility and the chances of success of the intervention.
I passi di metodo descritti permettono di ovviare a questi inconvenienti, poiché una volta effettuata l'acquisizione dell'immagine tridimensionale si scelgono punti di riferimento rilevanti per l'inserimento della valvola cardiaca, come ad esempio le particelle di calcio che si sono depositate sulla valvola da sostituire e da lì si sceglie il primo piano da dove effettuare la acquisizione della immagine bidimensionale tramite la sonda ad ultrasuoni. The method steps described make it possible to overcome these drawbacks, since once the three-dimensional image has been acquired, relevant reference points are chosen for the insertion of the heart valve, such as the calcium particles that have deposited on the valve to be replaced and from there the first floor is chosen from which to carry out the acquisition of the two-dimensional image by means of the ultrasound probe.
In seguito si sposta la sonda ad ultrasuoni nella direzione del punto di inserimento della valvola fino a raggiungerlo, si registra il movimento della sonda e si ottiene una immagine bidimensionale del piano passante per il punto di inserimento della valvola ad alta definizione con i dati relativi al corrispondente piano appartenenti all'immagine tridimensionale. Then the ultrasonic probe is moved in the direction of the valve insertion point until it reaches it, the movement of the probe is recorded and a two-dimensional image of the plane passing through the insertion point of the valve is obtained in high definition with the data relating to the corresponding plane belonging to the three-dimensional image.
A questo punto si tiene fissa la sonda e si inizia ad inserire la valvola cardiaca, il cui movimento viene monitorato dalla sonda ad ultrasuoni e quando si arriva al punto di interesse si inserisce la valvola cardiaca utilizzando il riferimento della immagine ad alta definizione tridimensionale, che permette una migliore visione del sito consentendo un corretto inserimento della valvola all'interno dello stesso. In questo modo si ha la neutralizzazione dell'influenza delle parti metalliche sui sensori di posizione dal momento che l'imaging di riferimento à ̈ mantenuto fisso e, quindi, indipendente da ogni variazione di campo magnetico indotta dal materiale metallico che potrebbe portare a selezionare un'immagine non corretta. At this point, the probe is held fixed and the heart valve is inserted, whose movement is monitored by the ultrasound probe and when the point of interest is reached, the heart valve is inserted using the reference of the high-definition three-dimensional image, which allows a better view of the site allowing a correct insertion of the valve inside the same. In this way, the influence of the metal parts on the position sensors is neutralized since the reference imaging is kept fixed and, therefore, independent of any variation in the magnetic field induced by the metal material that could lead to the selection of a incorrect image.
Vantaggiosamente à ̈ possibile arricchire l'immagine ad alta definizione con la corrispondente immagine ad ultrasuoni ad esempio di tipo CFM e/o Doppler da disporre sovrapposta o affiancata alla stessa. Advantageously, it is possible to enrich the high definition image with the corresponding ultrasound image, for example of the CFM and / or Doppler type, to be superimposed or placed next to it.
La presente invenzione ha anche per oggetto un metodo di selezione e ricostruzione di immagini da un insieme di dati immagine ad alta definizione che si basa sui passi descritti in precedenza ed in particolare prevede l'acquisizione di una immagine volumetrica ad alta risoluzione e memorizzazione della stessa, l'acquisizione di una immagine bidimensionale a bassa definizione lungo o in corrispondenza di un primo piano od una prima fetta di sezione appartenenti alla immagine volumetrica ad alta definizione. In seguito viene identificato in tempo reale il primo piano o la prima fetta di sezione dell'immagine bidimensionale acquisita, all'interno della immagine volumetrica memorizzata e si ricostruisce un'immagine bidimensionale con i dati dell'immagine volumetrica che ricadono lungo il primo piano di sezione o la prima fetta di sezione identificata e corrispondente a quella dell'immagine bidimensionale a bassa risoluzione acquisita. The present invention also relates to a method for selecting and reconstructing images from a set of high definition image data which is based on the steps described above and in particular provides for the acquisition of a high resolution volumetric image and its storage. , the acquisition of a two-dimensional low-definition image along or in correspondence with a foreground or a first section slice belonging to the high-definition volumetric image. Then the foreground or the first section slice of the acquired two-dimensional image is identified in real time, within the stored volumetric image and a two-dimensional image is reconstructed with the volumetric image data falling along the foreground of section or the first slice of section identified and corresponding to that of the acquired low-resolution two-dimensional image.
Analogamente la presente Invenzione ha per oggetto un dispositivo per attuare il metodo descritto in precedenza, che comprende un primo mezzo di acquisizione di immagini tridimensionali ed un secondo mezzo di acquisizione di immagini bidimensionali, una unità di memorizzazione per la memorizzazione dei dati immagine acquisiti con il primo e con il secondo dispositivo di acquisizione di immagini, tale unità di memorizzazione essendo collegata ad una unità di registrazione ed elaborazione che acquisisce immagini bidimensionali e le associa ad immagini tridimensionali. È inoltre presente un mezzo per un sistema di tracciamento dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione di immagini bidimensionali ed una unità di visualizzazione atta alla visualizzazione delle immagini tridimensionali e bidimensionali acquisite e/o elaborate dalla unità di registrazione ed elaborazione. Similarly, the present invention relates to a device for implementing the method described above, which comprises a first means for acquiring three-dimensional images and a second means for acquiring two-dimensional images, a storage unit for storing the image data acquired with the first and with the second image acquisition device, said storage unit being connected to a recording and processing unit which acquires two-dimensional images and associates them with three-dimensional images. There is also a means for a tracking system of the displacement of the second means of acquisition of two-dimensional images and a display unit suitable for displaying the three-dimensional and two-dimensional images acquired and / or processed by the recording and processing unit.
Vantaggiosamente il dispositivo oggetto della presente invenzione prevede che il primo mezzo di acquisizione utilizzato per ottenere l'immagine tridimensionale sia costituito da un dispositivo a tomografia assiale computerizzata (TAC), mentre il secondo mezzo di acquisizione utilizzato per ottenere l'immagine bidimensionale sia costituito da un sistema ad ultrasuoni, in particolare comprendente una sonda ad ultrasuoni . In alternativa o in combinazione alla TAC à ̈ comunque possibile impiegare anche altre modalità di acquisizione come MRI, fluoroangio, PET, SPECT e simili. Advantageously, the device object of the present invention provides that the first acquisition means used to obtain the three-dimensional image is constituted by a computerized axial tomography (TAC) device, while the second acquisition means used to obtain the two-dimensional image is constituted by an ultrasound system, in particular comprising an ultrasound probe. Alternatively or in combination with the CT scan, it is however possible to use other acquisition modalities such as MRI, fluoroangio, PET, SPECT and the like.
Secondo un perfezionamento il dispositivo oggetto della presente invenzione prevede che l'unità di registrazione ed elaborazione comprenda dei mezzi processori responsabili dell'esecuzione di un programma logico atto ad acquisire, elaborare ed associare i dati immagine memorizzati all'interno dell'unità di memoria provenienti dall'acquisizione del primo e del secondo mezzo di acquisizione di immagini. According to an improvement, the device object of the present invention provides that the recording and processing unit comprises processor means responsible for the execution of a logic program suitable for acquiring, processing and associating the image data stored inside the memory unit from from the acquisition of the first and second means of image acquisition.
Inoltre il tracciamento dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione, in particolare della sonda ad ultrasuoni, à ̈ effettuato da un mezzo per un sistema di tracciamento dello spostamento costituito da un sensore, o da un sistema di sensori, che individuano la sonda e ne seguono lo spostamento, memorizzando i dati all'interno della unità di memoria. Furthermore, the tracking of the displacement of the second acquisition means, in particular of the ultrasound probe, is carried out by a means for a displacement tracking system consisting of a sensor, or a system of sensors, which identify the probe and follow it moving, storing the data inside the memory unit.
Una variante esecutiva del dispositivo oggetto della presente invenzione prevede che la unità di elaborazione e di registrazione possa essere in collegamento ad un ulteriore dispositivo diagnostico per acquisire i dati di tale dispositivo, elaborarli ed associarli ai dati immagine. Secondo una variante attuativa tale unità di elaborazione e registrazione à ̈ in collegamento ad un elettrocardiografo e acquisisce ed elabora i dati provenienti dal primo e dal secondo mezzo di acquisizione di immagini in base ai differenti momenti del tracciato dell'elettrocardiogramma . An executive variant of the device object of the present invention provides that the processing and recording unit can be connected to a further diagnostic device to acquire the data of this device, process them and associate them with the image data. According to an embodiment variant, this processing and recording unit is connected to an electrocardiograph and acquires and processes the data coming from the first and second image acquisition means based on the different moments of the electrocardiogram trace.
In alternativa o in combinazione à ̈ anche possibile usare un pressurometro e/o un qualunque sistema di monitoraggio del movimento della struttura in esame quale ad esempio un misuratore del ciclo respiratorio come un pletimosgrafo. Alternatively or in combination it is also possible to use a pressurometer and / or any system for monitoring the movement of the structure under examination such as for example a respiratory cycle meter such as a plethymosgraph.
I dati elaborati dalla unità di registrazione ed elaborazione vengono trasmessi all'unità di elaborazione, la quale, secondo una forma esecutiva preferita, comprende una unità di identificazione e di visualizzazione di punti di riferimento ricercati all'interno dell'immagine tridimensionale volumetrica. La stessa unità di visualizzazione à ̈ generalmente costituita da uno o più schermi che visualizzano contemporaneamente le diverse immagini e/o dati acquisiti: à ̈ così possibile visualizzare contemporaneamente l'immagine tridimensionale acquisita dal primo mezzo di acquisizione, quella acquisita dal secondo mezzo di acquisizione nonché tutte quelle elaborate dalla unità di registrazione ed elaborazione, in modo tale per cui l'operatore possa avere una visione completa del corpo che sta monitorando, costituita da immagini preacquisite e da immagini elaborate in tempo reale. The data processed by the recording and processing unit are transmitted to the processing unit, which, according to a preferred embodiment, comprises a unit for identifying and displaying the reference points sought within the volumetric three-dimensional image. The same display unit is generally made up of one or more screens that simultaneously display the different images and / or data acquired: it is thus possible to simultaneously view the three-dimensional image acquired by the first acquisition medium, the one acquired by the second means of acquisition as well as all those processed by the recording and processing unit, so that the operator can have a complete view of the body he is monitoring, consisting of pre-acquired images and images processed in real time.
L'invenzione ha per oggetto anche altre caratteristiche che perfezionano ulteriormente il metodo e il dispositivo di monitoraggio di cui sopra e che sono oggetto delle sottorivendicazioni. The invention also relates to other characteristics which further improve the above method and the monitoring device and which are the subject of the subordinate claims.
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui: These and other characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the following description of some executive examples illustrated in the attached drawings in which:
le fig. 1 illustra schematicamente a livello di blocchi funzionali il metodo e il dispositivo oggetto della presente invenzione; figs. 1 schematically illustrates at the functional block level the method and the device object of the present invention;
la fig. 2 illustra schematicamente a livello di blocchi funzionali l'unità di registrazione ed elaborazione appartenente al dispositivo oggetto della presente invenzione; fig. 2 schematically illustrates at the functional block level the recording and processing unit belonging to the device object of the present invention;
la fig. 3 mostra schematicamente le varie fasi del metodo oggetto della presente invenzione. fig. 3 schematically shows the various steps of the method object of the present invention.
La fig. 4 mostra schematicamente le varie fasi del metodo oggetto della presente invenzione secondo una possibile variante esecutiva. Fig. 4 schematically shows the various steps of the method object of the present invention according to a possible executive variant.
Le figure 5 e 6 illustrano rispettivamente una immagine ecografica e la corrispondente immagine ricostruita lungo la stessa fetta dai dati immagine tomografici, tridimensionali e le quali immagini sono relative al cosiddetto LAX del ventricolo sinistro acquisite con un approccio trans toracico. Figures 5 and 6 respectively illustrate an ultrasound image and the corresponding image reconstructed along the same slice from the three-dimensional tomographic image data and which images are relative to the so-called LAX of the left ventricle acquired with a trans-thoracic approach.
Nelle figure da 1 a 3 viene illustrato schematicamente a livello di blocchi funzionali il dispositivo per la realizzazione del metodo di imaging per il monitoraggio di un corpo in esame, entrambi oggetto della presente invenzione. Figures 1 to 3 schematically illustrate at the functional block level the device for implementing the imaging method for monitoring a body under examination, both of which are the subject of the present invention.
Il dispositivo comprende un primo mezzo di acquisizione immagini tridimensionali, in particolare una tomografia assiale computerizzata 2, che acquisisce una immagine volumetrica di un distretto anatomico 1 appartenente al corpo in esame. Tale immagine viene inviata ad una unità di registrazione ed elaborazione 4 la quale memorizza l'immagine tridimensionale all'interno della unità di memoria 41. The device comprises a first means for acquiring three-dimensional images, in particular a computerized axial tomography 2, which acquires a volumetric image of an anatomical region 1 belonging to the body under examination. This image is sent to a recording and processing unit 4 which stores the three-dimensional image inside the memory unit 41.
È inoltre presente un secondo mezzo di acquisizione di immagini bidimensionali, un dispositivo ad ultrasuoni, in particolare una sonda ad ultrasuoni 3, che acquisisce una immagine bidimensionale del distretto anatomico 1 in corrispondenza o lungo un primo piano od una prima fetta di sezione 11 dello stesso: anche l'immagine bidimensionale viene inviata alla unità di elaborazione 4. There is also a second means for acquiring two-dimensional images, an ultrasound device, in particular an ultrasound probe 3, which acquires a two-dimensional image of the anatomical district 1 in correspondence with or along a foreground or a first slice of section 11 of the same. : the two-dimensional image is also sent to the processing unit 4.
I dati immagine raccolti dalla tomografia assiale computerizzata 2 e dalla sonda ad ultrasuoni 3 vengono confrontati all'interno di una sottounità di registrazione ed elaborazione 42 all'interno della quale sono presenti mezzi processori responsabili dell'esecuzione di un programma logico in modo tale per cui il primo piano o prima fetta di sezione 11 viene identificato ed associato al corrispondente piano o fetta di sezione all'interno dell'immagine tridimensionale che à ̈ stata acquisita dal dispositivo 2. The image data collected by the computerized axial tomography 2 and by the ultrasound probe 3 are compared within a recording and processing subunit 42 inside which there are processor means responsible for executing a logic program in such a way that the first plane or section slice 11 is identified and associated with the corresponding section plane or slice within the three-dimensional image that has been acquired by the device 2.
L'unità di registrazione ed elaborazione presenta dunque, secondo la sua forma esecutiva preferita illustrata in figura 2, un canale di ingresso 43 per i dati immagine provenienti dalla tomografia assiale computerizzata ed un canale di ingresso 44 per i dati immagine provenienti dalla sonda ad ultrasuoni 3. I dati provenienti dal canale 43 vengono memorizzati all'interno dell'unità di memoria 41, per poi essere inviati assieme ai dati provenienti dal canale 44 all'interno della sottounità di registrazione ed elaborazione 42. All'interno della sottounità di registrazione ed elaborazione 42 tutti i dati verranno processati in modo tale per cui il primo piano o prima fetta di sezione 11 viene identificato ed associato al corrispondente piano o fetta di sezione all'interno dell'immagine tridimensionale che à ̈ stata acquisita dal dispositivo 2. The recording and processing unit therefore has, according to its preferred embodiment illustrated in Figure 2, an input channel 43 for the image data coming from the computerized axial tomography and an input channel 44 for the image data coming from the ultrasound probe. 3. The data coming from channel 43 are stored inside the memory unit 41, to be sent together with the data coming from channel 44 inside the recording and processing subunit 42. Inside the recording and processing subunit. processing 42 all the data will be processed in such a way that the first plane or first slice of section 11 is identified and associated with the corresponding plane or slice of section within the three-dimensional image that has been acquired by device 2.
A questo punto la sottounità 42 utilizza i dati immagine della immagine tridimensionale acquisita dal dispositivo 2 relativi al piano di sezione 11 identificato all'interno dell'immagine tridimensionale e ricostruisce una immagine bidimensionale 45 ad elevata risoluzione del piano o fetta di sezione 11. At this point the subunit 42 uses the image data of the three-dimensional image acquired by the device 2 relating to the section plane 11 identified within the three-dimensional image and reconstructs a high resolution two-dimensional image 45 of the section plane or slice 11.
In seguito si sposta la sonda ad ultrasuoni 3 in direzione di un ulteriore piano od una ulteriore fetta di sezione 12 appartenenti allo stesso distretto anatomico 1 che presentano una posizione diversa rispetto al primo piano o alla prima fetta di sezione 11 precedentemente scelti. The ultrasound probe 3 is then moved in the direction of a further plane or a further section slice 12 belonging to the same anatomical district 1 which have a different position with respect to the first plane or the first section slice 11 previously selected.
Lo spostamento della sonda ad ultrasuoni 3 viene tracciato da un sistema di tracciamento 5, costituito preferibilmente da sensori che registrano i movimenti della sonda ad ultrasuoni 3 e inviano i dati alla unità di registrazione ed elaborazione 4, in particolare alla sottounità di registrazione ed elaborazione 42. The movement of the ultrasonic probe 3 is tracked by a tracking system 5, preferably made up of sensors which record the movements of the ultrasonic probe 3 and send the data to the recording and processing unit 4, in particular to the recording and processing subunit 42 .
La sottounità 42, tramite l'identificazione del primo piano 11 all'interno dell'immagine tridimensionale avvenuta in precedenza, si ricostruisce una nuova immagine bidimensionale 46 con i dati immagine dell'immagine tridimensionale che ricadono lungo il nuovo ulteriore piano 12 indicato dalla sonda ad ultrasuoni 3 ed identificato ad un corrispondente piano appartenente all'immagine tridimensionale, semplicemente spostandosi sulla immagine tridimensionale utilizzando i dati relativi al tracciamento dello spostamento della sonda 3 ottenuti dal sistema di sensori 5. The subunit 42, through the identification of the first plane 11 inside the three-dimensional image which took place previously, a new two-dimensional image 46 is reconstructed with the image data of the three-dimensional image falling along the new further plane 12 indicated by the probe to ultrasound 3 and identified to a corresponding plane belonging to the three-dimensional image, simply by moving on the three-dimensional image using the data relating to the tracking of the displacement of the probe 3 obtained from the sensor system 5.
In questo modo la sonda 3, una volta che il primo piano 11 Ã ̈ stato identificato all'interno dell'immagine tridimensionale, viene utilizzato come uno strumento di guida per spostarsi all'interno dell'immagine tridimensionale. In this way the probe 3, once the foreground 11 has been identified within the three-dimensional image, is used as a guiding tool to move within the three-dimensional image.
Una variante esecutiva del dispositivo oggetto della presente invenzione prevede una ulteriore unità di riscalatura che à ̈ responsabile di rapportare la misura dello spostamento della sonda 3 ad una misura equivalente secondo le dimensioni della immagine tridimensionale, in modo che il piano 12 acquisito dalla sonda 3 corrisponda ad un preciso e univoco piano all'interno dell'immagine tridimensionale per la costruzione della immagine bidimensionale ad elevata risoluzione 46. Tale unità può essere integrata all'interno della sottounità di registrazione ed elaborazione 42 oppure può appartenere al sistema di tracciamento 45. An executive variant of the device object of the present invention provides for a further scaling unit which is responsible for relating the measurement of the displacement of the probe 3 to an equivalent measurement according to the dimensions of the three-dimensional image, so that the plane 12 acquired by the probe 3 corresponds to a precise and univocal plane within the three-dimensional image for the construction of the high-resolution two-dimensional image 46. This unit can be integrated within the recording and processing subunit 42 or it can belong to the tracking system 45.
Tutto il procedimento avviene in modalità tempo reale, dopo l'identificazione del primo piano 11 all'interno dell'immagine tridimensionale, il tracciamento dello spostamento della sonda permette di spostarsi lungo l'immagine tridimensionale e di ottenere una immagine bidimensionale ad alta risoluzione poiché ricostruita dall'immagine volumetrica. The whole procedure takes place in real time mode, after the identification of the foreground 11 within the three-dimensional image, the tracking of the displacement of the probe allows to move along the three-dimensional image and to obtain a two-dimensional high resolution image since reconstructed from the volumetric image.
Una variante attuativa del metodo e del dispositivo oggetto della presente invenzione prevede di diminuire il volume del distretto anatomico da acquisire. Vengono scelti uno o più punti di riferimento, preferibilmente vicini alla parte sulla quale effettuare il monitoraggio e limitandosi ad una zona circostante ai punti di riferimento: si utilizzano preferibilmente 3 punti di riferimento, per facilitare la scelta del primo piano 11 dal quale iniziare a misurare lo spostamento della sonda, poiché esiste uno ed un solo piano passante per tre punti, di conseguenza viene univocamente definito il paino 11. An embodiment variant of the method and of the device object of the present invention provides for decreasing the volume of the anatomical region to be acquired. One or more reference points are chosen, preferably close to the part to be monitored and limited to an area surrounding the reference points: 3 reference points are preferably used, to facilitate the choice of the first floor 11 from which to start measuring the displacement of the probe, since there is one and only one plane passing through three points, consequently the plane 11 is univocally defined.
Una variante esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione prevede l'utilizzo di tale metodo in combinazione ad un ulteriore metodo diagnostico: ciò risulta particolarmente vantaggioso per il monitoraggio di organi o parti del corpo in movimento, che cambiano la loro condizione a seconda dell'istante in cui avviene la registrazione. Ad esempio nel caso di monitoraggio cardiaco à ̈ possibile associare un elettrocardiogramma in combinazione alla tomografia assiale computerizzata e alla sonda ad ultrasuoni: à ̈ consigliabile determinare una particolare finestra temporale all'interno del tracciato dell'elettrocardiogramma, preferibilmente dove il cuore subisce meno variazioni, e si effettuano le acquisizioni delle immagini tridimensionale e bidimensionali periodicamente durante la finestra temporale scelta. An executive variant of the method object of the present invention provides for the use of this method in combination with a further diagnostic method: this is particularly advantageous for monitoring organs or parts of the body in motion, which change their condition depending on the instant. in which registration takes place. For example, in the case of cardiac monitoring it is possible to associate an electrocardiogram in combination with the computerized axial tomography and the ultrasound probe: it is advisable to determine a particular time window within the electrocardiogram trace, preferably where the heart undergoes less variations, and the acquisitions of the three-dimensional and two-dimensional images are carried out periodically during the chosen time window.
In particolare in figura 3 viene illustrato schematicamente il metodo oggetto della presente invenzione. Un primo mezzo di acquisizione di immagini diagnostiche 2 acquisisce una immagine tridimensionale di un distretto anatomico 1 appartenente al corpo da sottoporre a monitoraggio, tale immagine viene memorizzata all'interno della unità di registrazione ed elaborazione 4. In particular, Figure 3 schematically illustrates the method object of the present invention. A first diagnostic image acquisition means 2 acquires a three-dimensional image of an anatomical district 1 belonging to the body to be monitored, this image is stored inside the recording and processing unit 4.
Un secondo mezzo di acquisizione di immagini diagnostiche acquisisce una immagine bidimensionale lungo un piano 11 appartenente al distretto anatomico 1 e invia i dati immagine alla unità di registrazione ed elaborazione 4. Tale unità identifica il piano 11 all'interno della immagine tridimensionale memorizzata ed eventualmente ricostruisce una immagine bidimensionale ad alta definizione utilizzando i dati immagine dell'immagine tridimensionale relativi al piano 11. A second diagnostic image acquisition means acquires a two-dimensional image along a plane 11 belonging to the anatomical district 1 and sends the image data to the recording and processing unit 4. This unit identifies the plane 11 within the memorized three-dimensional image and possibly reconstructs a high definition two-dimensional image using the image data of the three-dimensional image related to plane 11.
Il secondo mezzo di acquisizione di immagini 3 si sposta lungo il distretto anatomico 1 e acquisisce una seconda immagine bidimensionale lungo un piano 12 avente posizione e/o orientamento diversi rispetto al primo piano 11. Lo spostamento del secondo mezzo di acquisizione 3 viene tracciato dal sistema di tracciamento che comunica la misura dello spostamento alla unità di registrazione ed elaborazione 4. The second image acquisition means 3 moves along the anatomical district 1 and acquires a second two-dimensional image along a plane 12 having a different position and / or orientation with respect to the first plane 11. The displacement of the second acquisition means 3 is traced by the system tracking device that communicates the extent of the displacement to the recording and processing unit 4.
L'unità di registrazione ed elaborazione 4 identifica all'interno della immagine tridimensionale l'entità dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione 3 al fine di ricostruire una immagine bidimensionale ad alta definizione 46 utilizzando i dati immagine dell'immagine tridimensionale relativi al piano 12. The recording and processing unit 4 identifies within the three-dimensional image the extent of the displacement of the second acquisition means 3 in order to reconstruct a two-dimensional high-definition image 46 using the image data of the three-dimensional image relating to the plane 12.
Quale sistema di tracciamento à ̈ possibile utilizzare uno dei sistemi attualmente noti in commercio. Un primo sistema di tracciamento à ̈ descritto nel documento EP2147636. As a tracking system it is possible to use one of the systems currently known on the market. A first tracking system is described in document EP2147636.
Per guanto riguarda l'identificazione del piano o della fetta lungo la quale à ̈ acquisita 1'immagine di partenza con il secondo mezzo di acquisizione, in particolare un sistema ad ultrasuoni, e l'immagine tridimensionale à ̈ possibile utilizzare 2, preferibilmente 3 punti di riferimento in quanto 3 punti definiscono univocamente un piano. I detti punti di riferimento possono essere tutti od in parte strutture anatomiche o marker anatomici . Questi devono essere univocamente presenti all'atto dell'acquisizione dell'immagine tridimensionale con il primo mezzo di acquisizione ed in particolare con un dispositivo per l'acquisizione di immagini tomografiche radiografiche. As for the identification of the plane or slice along which the starting image is acquired with the second acquisition means, in particular an ultrasound system, and the three-dimensional image it is possible to use 2, preferably 3 points reference as 3 points uniquely define a plane. Said reference points can be all or part of anatomical structures or anatomical markers. These must be uniquely present at the time of acquiring the three-dimensional image with the first acquisition means and in particular with a device for acquiring radiographic tomographic images.
Durante l'acquisizione dell'immagine bidimensionale, i mezzi di acquisizione vengono portati ed orientati fino ad avere nell'immagine acquisita tutti i punti di riferimento nelle posizioni relative predefinite, il piano o la fetta di sezione lungo cui à ̈ stata acquisita la detta immagine bidimensionale viene identificato all'interno della detta immagine tridimensionale come il piano o la fetta in cui l'immagine ricostruita fornisce una raffigurazione dei punti di riferimento identici nei limiti delle tolleranze a quelle presenti nella immagine tridimensionale, acquisiti con il secondo mezzo di imaging, in particolare con un sistema ecografico. Tale identità può venire determinata grazie ad algoritmi di comparazione dell' immagine come ad esempio algoritmi di autocorrelazione o simili. During the acquisition of the two-dimensional image, the acquisition means are brought and oriented until in the acquired image all the reference points in the relative predefined positions, the plane or the slice of section along which the said image was acquired is acquired. two-dimensional is identified within the said three-dimensional image as the plane or slice in which the reconstructed image provides a representation of the identical reference points within the limits of tolerances to those present in the three-dimensional image, acquired with the second imaging medium, in particularly with an ultrasound system. This identity can be determined thanks to image comparison algorithms such as autocorrelation algorithms or the like.
Sistemi di registrazione sono noti e sono descritti nel documento EP 1844440. Recording systems are known and are described in EP 1844440.
In particolare in figura 4 viene illustrato schematicamente il metodo oggetto della presente invenzione secondo una particolare forma esecutiva secondo la quale, in seguito al passo di acquisizione di una immagine tridimensionale del distretto anatomico 1 del corpo in esame, da parte di un primo mezzo di acquisizione, si reperiscono 3 punti di riferimento 13, 14 e 15 appartenenti al distretto anatomico 1, preferibilmente adiacenti ad una zona di interesse dove effettuare il monitoraggio del distretto anatomico 1. Poiché esiste uno ed un solo piano passante per tre punti, si identifica tale piano 11 e lungo questo piano 11 si effettua una acquisizione di una immagine bidimensionale tramite il secondo mezzo di acquisizione 3. In particular, figure 4 schematically illustrates the method object of the present invention according to a particular embodiment according to which, following the acquisition step of a three-dimensional image of the anatomical district 1 of the body under examination, by a first acquisition means , 3 reference points 13, 14 and 15 belonging to the anatomical district 1 are found, preferably adjacent to an area of interest where to carry out the monitoring of the anatomical district 1. Since there is one and only one plane passing through three points, this is identified plane 11 and along this plane 11 an acquisition of a two-dimensional image is carried out by means of the second acquisition means 3.
L'immagine bidimensionale del piano 11 acquisita dal secondo mezzo di acquisizione 3 viene inviata alla unità di registrazione ed elaborazione 4, la quale à ̈ responsabile della identificazione di tale piano all'interno della immagine tridimensionale memorizzata all'interno della unità di memorizzazione. The two-dimensional image of the plane 11 acquired by the second acquisition means 3 is sent to the recording and processing unit 4, which is responsible for identifying this plane within the three-dimensional image stored inside the storage unit.
Una volta identificato tale piano 11 all'interno della immagine tridimensionale, la unità di registrazione ed elaborazione 4 à ̈ anche responsabile della ricostruzione dell'immagine bidimensionale 45 relativa al piano 11, utilizzando i dati immagine dell'immagine tridimensionale che ricadono all'interno del piano stesso, visualizzando tramite una immagine ad alta definizione bidimensionale i tre punti di riferimento 13, 14 e 15 e la zona ad essi circostante. Once this plane 11 has been identified within the three-dimensional image, the recording and processing unit 4 is also responsible for the reconstruction of the two-dimensional image 45 relative to the plane 11, using the image data of the three-dimensional image that falls within the plane itself, displaying the three reference points 13, 14 and 15 and the surrounding area through a two-dimensional high-definition image.
A questo punto si prosegue nel monitoraggio del corpo in esame spostando il secondo mezzo di acquisizione di immagini diagnostiche 3 in direzione di almeno un ulteriore piano od almeno una ulteriore fetta di sezione appartenenti allo stesso distretto anatomico 1 che presentano una posizione e/o un orientamento diversi rispetto al primo piano 11 di sezione precedentemente scelto. At this point, the monitoring of the body under examination is continued by moving the second means for acquiring diagnostic images 3 in the direction of at least one further plane or at least one further slice of section belonging to the same anatomical district 1 which have a position and / or an orientation different from the first floor 11 of the section previously selected.
Lo spostamento del secondo mezzo di acquisizione di immagini diagnostiche 3 viene tracciato in modo tale per cui, tramite l'identificazione del primo piano 11 all'interno dell'immagine tridimensionale avvenuta in precedenza, si ricostruisce una nuova immagine bidimensionale con i dati immagine dell'immagine tridimensionale che ricadono lungo il nuovo ulteriore piano indicato dal secondo mezzo di acquisizione 3 ed identificato ad un corrispondente piano appartenente all'immagine tridimensionale, semplicemente spostandosi sulla immagine tridimensionale utilizzando i dati relativi al tracciamento dello spostamento del secondo mezzo di acquisizione. The displacement of the second diagnostic image acquisition means 3 is traced in such a way that, by identifying the first plane 11 inside the three-dimensional image which took place previously, a new two-dimensional image is reconstructed with the image data of the three-dimensional image that fall along the new further plane indicated by the second acquisition means 3 and identified to a corresponding plane belonging to the three-dimensional image, simply by moving on the three-dimensional image using the data relating to the tracing of the displacement of the second acquisition means.
Le figure 5 e 6 illustrano rispettivamente una immagine ecografica e la corrispondente immagine ricostruita lungo la stessa fetta dai dati immagine tomografici, tridimensionali e le quali immagini sono relative al cosiddetta LAX del ventricolo sinistro acquisite con un approccio trans toracico. Figures 5 and 6 respectively illustrate an ultrasound image and the corresponding image reconstructed along the same slice from the three-dimensional tomographic image data and which images are relative to the so-called LAX of the left ventricle acquired with a trans-thoracic approach.
Nelle figure 5 e 6 le Immagini sono relative and una fetta che consente di vedere i seguenti dettagli anatomici: In figures 5 and 6 the images are relative and a slice that allows you to see the following anatomical details:
ventricolo sinistro indicato con LV left ventricle indicated by LV
aorta indicata con Ao aorta indicated with Ao
atrio sinistro indicato con LA left atrium indicated with LA
e aorta discendente indicata con DA L'immagine ecografica à ̈ acquisita lungo una cosiddetta LAX parasternale ed à ̈ possibile di identificare i seguenti punti fiduciali: and descending aorta indicated by DA The ultrasound image is acquired along a so-called parasternal LAX and it is possible to identify the following fiducial points:
Indicato con Al una inserzione della valvola mitrale anteriore e posteriore sull'annulus mitrale Indicato con A2 una inserzione non coronarica e della valvola coronarica sinistra sull'annulus aortico; Indicated with Al an insertion of the anterior and posterior mitral valve on the mitral annulus Indicated with A2 a non-coronary insertion and of the left coronary valve on the aortic annulus;
e indicato con A3 il seno coronarico and indicated with A3 the coronary sinus
La figura 6 illustra l'immagine TAC ricostruita dai dati topografici tridimensionali lungo un piano immagine od una fetta che corrisponde a quella lungo cui à ̈ stata acquisita la corrispondente immagine ecografica. Figure 6 illustrates the CT image reconstructed from the three-dimensional topographic data along an image plane or a slice that corresponds to the one along which the corresponding ultrasound image was acquired.
L'identità del piano immagine o della fetta à ̈ determinata utilizzando i su menzionati punti fiduciali che sono idnetificati dalle frecce Al, A2, A3. L'immagine tomografica bidimensionale corrisponde a quella ecografica, ciò significa che le due immagini sono lungo lo stesso piano o la stessa fetta dell'oggetto sottoposto ad imaging quando i detti punti fiduciali sono tutti visibili nell'immagine e quando le posizioni geometriche relative dei detti punti sono identiche nell'immagine ecografica ed in quella tomografica. Ciò può essere determinato con diverse tecniche matematiche note allo stato dell'arte di cui un esempio à ̈ la cross correlazione. The identity of the image plane or of the slice is determined using the aforementioned fiducial points which are identified by the arrows Al, A2, A3. The two-dimensional tomographic image corresponds to the ultrasound one, which means that the two images are along the same plane or the same slice of the object being imaged when the said fiducial points are all visible in the image and when the relative geometric positions of the said points are identical in the ultrasound and tomographic images. This can be determined with various mathematical techniques known at the state of the art of which an example is the cross correlation.
Partendo da questa immagine di registrazione la posizione della sonda ecografica quando vengono acquisite ulteriori immagini lungo diverse fette à ̈ seguita e la posizione delle fette di ciascuna successiva immagine viene determinata da quella della prima immagine di registrazione e dagli spostamenti registrati della sonda. Il calcolo viene eseguito per determinare la posizione e l'orientamento della fetta lungo cui ciascuna ulteriore immagine deve esser ricostruita dai dati immagine tomografici, tridimensionali, per cui lo spostamento della sonda ha il significato di determinare uno spostamento della fetta lungo cui l'immagine visualizzata deve essere ricostruita. Questa immagine può essere l'immagine ecografica acquisita in tempo reale o la detta immagine può essere quella tomografica ricostruita dai dati immagine tridimensionali lungo la stessa fetta lungo cui à ̈ stata acquisita l'immagine ecografica. Starting from this recording image the position of the ultrasound probe when further images are acquired along different slices is followed and the position of the slices of each subsequent image is determined by that of the first recording image and the recorded displacements of the probe. The calculation is performed to determine the position and orientation of the slice along which each further image must be reconstructed from the three-dimensional tomographic image data, so that the displacement of the probe has the meaning of determining a displacement of the slice along which the displayed image it needs to be rebuilt. This image can be the ultrasound image acquired in real time or the said image can be the tomographic image reconstructed from the three-dimensional image data along the same slice along which the ultrasound image was acquired.
E' possibile visualizzare solo l'immagine ecografica, solo l'immagine tomografica od ambedue, insieme, disposte l'una di fianco all'altra o alternativamente fra loro. It is possible to view only the ultrasound image, only the tomographic image or both, together, arranged side by side or alternately between them.
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